基于参数化建筑设计方法下的传统空间的现代转译

ISSUE 4 AUG.2011/INTERIOR DESIGN /

基于参数化建筑设计方法下的

传统空间的现代转译

The Modern Translation of Traditional Space Based on

Design Method

张 晔 ZHANG Ye

摘 要：本文通过对参数化设计的介绍，以及对传统建筑设计中参数化理念的解析，结合运用参数化技术实践的一些案例进行分析，从传统空间形态、自然意境、传统文化三方面来阐述参数化技术对中国传统建筑进行转译的方式，并提出一系列由传统到现代的转译方式的参数化设计手段，为今后的建筑设计提供更为广阔的思路。最后，根据我国的实际现状，本文对参数化设计在我国的发展提出预见性的结论。

关键词：参数化设计，中国传统，建筑元素，转译Abstract: Through introduction of parameterized design and analysis of parameterized concept of traditional architectural design and cases, this paper describes the translation approaches of t raditional Chinese architect u re based on parameterized technology, from aspects of t raditional space for m, nat ural ar tistic conception, and traditional culture. It also provides parameterized design method for the future to offer wider thinking. Finally, this paper puts forward the prospective conclusion according to the development of parameterized design in China.

Keywords: Parameterized Design, Tradition of China, Architectural Elements, Translation

1. 参数化设计概述

参数化设计首先可以改变设计的思路和设计的过程。传统的设计手法想把设计变成最后的结果，往往是通过人脑想象出来的，具有一定的唯一性和随意性，是一种自上而下的设计手法。而参数化设计则是一种从寻找特定外部参数并通过建筑师的理性筛选来生成最终的建筑形体。这种设计是建立在多个模型排除以后而最终保留下来的，它涵盖了人动态活动的最大要求。简单地说，参数化设计就是数据的输入。其原理是通过一些预先设计好的约束性条件（这些约束条件就是程序），将输入数字进行系统的计算，从而产生一定的建筑形象。这些参数是可变的，随着参数的变化，建筑的相关形态也将随之发生变化，可以说是“牵一发而动全身”的设计方式。“非线性建筑强调生成的‘过程设计’方法，即重视各种影响设计的参变量的相互作用，并通过分析研究，让建筑形态自然浮现，这样将作为‘结果’的建筑转化成为‘过程’的建筑，体现了自下而上的设计思想”[1]。

1.1 参数化设计的产生与发展

从1965年人类第一次运用计算机法则进行绘图创作，可以说，计算机图形技术就在设计行业得到了突飞猛进的发展。80年代，计算机开始进入建筑事务所。90年代中期，建筑学院开始了运算设计，计算法则（Algorithm）的研究。进入信息时代之后，随着计算科学的发展，西方建筑师通过对有序性的复杂问题进行系统的研究，采用了非线性迭代、递归、分形等方法，提出了新的设计手段——参数化设计。从另一方面讲，新的生产技术也在一定程度上推动了参数化设计的发展，如数控铣床和热成型技术。它们保证了从计算机生成设计到建成建筑的“无缝式”转化。

追溯参数化设计的起源，从古至今并未有所停歇，西方的建筑设计自始至终都贯穿着数字、

作者单位：张晔，重庆大学建筑城规学院2009级硕士研究生

2011年第4期 / 室内设计 /

比例和参数的概念。建筑的形式美，使用功能的完善，始终是和一些参数紧密联系在一起的。不论是古希腊时期具有典型黄金分割比例的帕提农神庙，还是现代建筑中运用模度理论的马赛公寓，这些都可以说是在参数、比例设定下生成的建筑。只是在当时的技术条件下，没有计算机作为辅助的设计工具，人们只能通过设置简单的参数来进行建筑的设计与建造。

1.2 我国古代的“参数”思想

从某种意义上讲，中国的“参数”思想很早就已经产生了。从宋代李诫的《营造法式》到清工部颁布的《清式营造则例》。其中参数化设计思想的体现不胜枚举。《营造法式》建立了以“材”为主的“材分制”。它是以斗拱中拱的截面——“材”作为建筑构件的计量单位。书中还规定了“材分八等”的制度，即根据房屋的不同选取不同大小的“材”作为房屋建造的标尺。可以说，这是一种高度标准化的模数形式，或者说是“参数”形式。工匠们根据这些特定的“参数”，对房屋的建造进行整体上的把握，加快了构件的预制，提高了施工的进度，同时使建筑的工料预算有了一定的估算范围。

现代的古建筑设计师和软件专家进行合作，通过对《营造法式》和《清工部营造则例》的研究以及现存的中国古建筑的分析，对其进行参数化描述，运用数据库技术对大量数据信息进行管理，并将其集成到一个程序系统中，从而可以利用参数化技术的进行仿古建筑的设计。例如，体现了我国不同地域建造特点的抬梁式和穿斗式这两种不同的古代建筑结构构成方式，通过rhino软件下的grasshopper插件进行的参数化建筑设计，呈现了古代模数化建造方式与现代参数化设计的融合（图1）。

2. 参数化技术对于传统空间的转译

中国传统建筑空间特色及意境的营造对当代建筑创作有着重要意义，也是当代建筑师创作中常常借鉴和模仿的。然而，传统建筑的繁复装饰和丰富界面，却使其背后隐藏的空间功能关系远不如现代建筑那样清晰可辨。同时，传统形式语言与当代建筑语言的差异，也使得传统建筑形式与当代空间需求难以进行对接。因此，如何以当代语言解读传统建筑元素，使现代建筑炫酷的形式中能够读出传统文化和地方特色，成为我们设计中重要的任务之一。

“正确认识和继承中国建筑文化，不应是对前人的形式、风格和原型的简单模仿、拼贴与借用”[2]。然而当今我们赋予现代建筑传统文化含义的手段常常就是通过简单形式的模仿和符号的重组。参数化技术在建筑设计与建造领域的应用与发展为我们提供了传承传统的一种新的方式。在建筑文化的发展中，建筑的建造技术对于文化的传递具有更加特殊的主导作用，特定时代的建筑技术携带了当时当地社会文化的信息，这才是传统建筑文化延续发展的本质。运用现代数字手段尝试对传统进行现代方式的转译，以参数方式通过提取一些地域性的历史文化元素对建筑以及景观环境进行设计，从而将中国传统的意境产生的形式美和数理控制结合在一起。

建筑的发展历程就是伴随着技术和思想的不断变化。建筑特定的结构形式、空间布局、材料选取、装饰色彩等，都是对当时、当地自然环境条件（如气候、材料）和文化特点（如建造工艺、生活方式和习惯、审美等）的适应、运用与表现。对传统建筑元素的继承可以把影响当时建筑发展的各种条件考虑进去，从中筛选出可以作为参数化设计中的参考，加以提取并转译成所需的元素。

2.1 传统空间形态的转译

园林叠山是中国传统空间中的立体迷宫，其空间和形态的复杂程度远超传统建筑，而且更接近参数化技术推进的非线性建筑。研究的案例是以苏州环秀山庄叠山为原型（图2），通过采集（特征提取——将具体形态转化为抽象逻辑）、转译（形态转译——将抽象逻辑转化为具体形态）等手段建立空间与流线的图解。使用三维激光扫描仪采集形态数据（图3），通过软件编程的参数化方法将自由形态转译为单元积聚形态（图4），根据对模型的分析得出空间与流线图解（图5、6）。

此次研究是通过将新兴建筑数字技术应用于传统园林空间对象的一次尝试，通过形式语言的转换，增加传统空间的可读性。通过图解分析，可以看到传统空间形式转化为当代空间形式的可能性，从而构建沟通传统与当代之间转译的桥梁。

2.2 传统自然意向的转译

山川河流等自然景象是古代人们汲取灵感、抒发情怀、寄托理想的对象和各种艺术创作的源泉。经典的传统建筑往往也是与自然环境建构了良好的对话，但由于建筑方式和技术手段的限

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制，古人对自然环境意向的抽象表达多以书画、工艺品等形式出现，自然界多变、流动的意向性特征在建筑形态上表现较少。而非线性建筑能够完美的呈现出有机的自然形态，表现出山水自然的意境。

台儿庄二战遗址复兴楼项目，就是以贯穿中国历史与地理的京杭运河的意向作为设计构思的原型，以数字化形体作为最终的表现形式。以流畅的数字空间之姿，纪录过去历史教训，迎向未来新的和平时代。设计截取京杭运河的一段，通过对图像资料的数字化处理，从中抽离出符合其形式的自由流体形态，通过自由的曲线表现运河的流动性与生命力。京杭运河的开凿，曾给无数劳工带来过苦难，但也孕育出繁荣的生活。设计通过流动的曲线代表聚集的直流，由曲线生成塑态形体隐喻着运河的成长与繁荣和运河的历代变迁（图7-9）。

2.3 传统文化的转译

传统文化的继承与发展同样也从多个角度直接或间接的影响着建筑发展。利用传统文化的物质化成果，例如书法、汉字雕刻等，对其进行分析提取其中的“参数因子”进行转译，作为设计构思的出发点，而不是对传统文化符号的堆砌。

北京华侨城总部办公楼入口区项目（北京市建筑设计院主任建筑师刘延川设计），就是探讨基于中国传统文化下的参数化设计实例。中国古典文学中的词具有一个特点：同一词牌名有一个基本的韵律，不同的词人可以根据自己的意愿，按照词牌的规律去填写相关的语句。可以说，不同篇章所提供的是具备相似特征的不同个体。设计者对不同词人已填写的“一剪梅”词句作品通过mapping的方式进行解读，从而得到相关的数据信息，然后运用grasshopper建立了相关性组合，生成了特定的形式进而运用到实际的工程之中。本项目经过比对，最终选取了李清照填写的“一剪梅”进行转译得出了最终的结果（图10、11）。

3. 结语

中国传统的建筑观念具有模数的概念，可以说参数化思想很早就已经形成。那么，为什么到了信息时代飞速发展的今天，我们的参数化设计却远逊色于西方。究其原因，主要有以下几点：其一，计算机语言的编译对于中国的建筑师来说是一种天然的障碍，可以说大部分的建筑师在接受职业教育的时候，没有对计算机语言和参数化设计的算法进行过相关的培训。可能从某一方面讲，即使培训了，也还是不能充分理解。其二，东方人与西方人有着明显的思维方式的差别。在主观思维方面，西方人惯用逻辑的思考方式，而我们更加讲求的是一种对于精神层面的陶冶和满足。因此，“低技”的策略，也就成为一种顺理成章的设计手段。最后，在中国现在的快速建设的大环境下，很少有建筑师潜心研究新的设计方式。

但是不可回避的是数字技术在建筑领域的影响越来越大。数字技术通过两种方式影响建筑学：第一种方式是数字技术本身在建筑及建筑设计中的直接应用；第二种方式是通过影响社会文化，间接但更深刻地影响建筑学。数字技术的发展带来人们行为方式的变化，行为方式的改变同时影响着人们的空间生存方式、空间需求和对空间审美的改变，向传统的建筑空间提出了全面的挑战，进而全面影响建筑、建筑设计和建教育[3]。通过参数化技术设计的建筑越来越多的出现在我们现实生活中，然我们切实体验了设计方式变革对于设计成果的影响。历史如何继承与发展是我们亘古不变的话题，本文谨希望通过介绍运用数字技术手段对传统建筑文化转译方式进行探索的案例，为我们今后利用新技术进行建筑设计提供更多的选择。

（本文图片见彩页26、27页）

参考文献：

[1] 徐卫国.非线性体：表现复杂性[J].世界建筑，2006（12)：118-121页

[2] 谢劲松，王小凡.建筑的地城性人文特征及其结构技术表现[J].中外建筑，2002(2) ：8-9页

[3] 叶飞.数字技术影响下的建筑设计教学[J].建筑与文化，2009(9)

[4] 尹志伟.非线性建筑的的参数化设计及其建造研究[D].清华大学建筑学硕士学位论文,2009

图片来源：

图1、10-11：引自：NCF建筑设计论坛

图2：引自：《苏州园林》中国建筑工业出版社，2004：124页

图3-6：作者改绘自：同济大学建筑与城市规划学院设计基础课程作业

图7-9：引自：建筑数字流论坛

收稿日期：2011-02-25